Le courant électrique magnétique augmente la mémoire

La stimulation externe du cerveau avec un courant électrique utilisant des impulsions magnétiques s'est avérée améliorer la mémoire.

Les chercheurs de Northwestern Medicine pensent que la découverte pourrait signaler une nouvelle méthode pour traiter les troubles de la mémoire associés à des maladies telles que les accidents vasculaires cérébraux, la maladie d'Alzheimer précoce, l'arrêt cardiaque et les lésions cérébrales traumatiques.

De plus, les chercheurs pensent que la technique peut également aider les problèmes de mémoire associés au vieillissement normal.

«Nous montrons pour la première fois que vous pouvez modifier spécifiquement les fonctions de mémoire du cerveau chez les adultes sans chirurgie ni médicaments, qui ne se sont pas avérés efficaces», a déclaré l'auteur principal, le Dr Joel Voss, professeur adjoint de sciences sociales médicales à la Northwestern University Feinberg School. de médecine.

«Cette stimulation non invasive améliore la capacité d'apprendre de nouvelles choses. Il a un énorme potentiel pour traiter les troubles de la mémoire.

L'étude sera publiée dans une prochaine édition de Science.

Un chercheur rapporte que l'enquête est la première à démontrer que la mémorisation d'événements nécessite une collection de nombreuses régions du cerveau pour fonctionner en combinaison avec l'hippocampe - semblable à un orchestre symphonique.

«La stimulation électrique, c'est comme donner aux régions du cerveau un conducteur plus talentueux afin qu'elles jouent de manière plus synchronisée car, en fait, les régions du cerveau jouaient mieux ensemble après la stimulation», dit Voss.

L'approche a également un potentiel pour traiter des troubles mentaux tels que la schizophrénie dans lesquels ces régions du cerveau et l'hippocampe sont désynchronisées les unes avec les autres, affectant la mémoire et la cognition.

L'étude Northwestern est la première à montrer que la stimulation magnétique transcrânienne (TMS) améliore la mémoire longtemps après le traitement.

Dans le passé, le TMS a été utilisé de manière limitée pour modifier temporairement la fonction cérébrale afin d'améliorer les performances lors d'un test, par exemple, en poussant quelqu'un à appuyer légèrement plus rapidement pendant que le cerveau est stimulé.

L'étude montre que le TMS peut être utilisé pour améliorer la mémoire des événements au moins 24 heures après la stimulation.

Techniquement, il n’est pas possible de stimuler directement l’hippocampe avec le TMS car il est trop profond dans le cerveau pour que les champs magnétiques pénètrent.

Ainsi, en utilisant une IRM, Voss et ses collègues ont identifié une région cérébrale superficielle à seulement un centimètre de la surface du crâne avec une connectivité élevée à l'hippocampe.

La technique a bien fonctionné en dirigeant la stimulation vers le point stimulé l'hippocampe.

Lorsque le TMS a été utilisé pour stimuler cet endroit, les régions du cerveau associées à l'hippocampe sont devenues plus synchronisées les unes avec les autres - comme indiqué par les données prises alors que les sujets étaient à l'intérieur d'un appareil IRM, qui enregistre le flux sanguin dans le cerveau comme une mesure indirecte de l'activité neuronale .

Plus ces régions ont travaillé ensemble en raison de la stimulation, mieux les gens ont pu apprendre de nouvelles informations.

Pour l'étude, les scientifiques ont recruté 16 adultes en bonne santé âgés de 21 à 40 ans. Chacun avait une image anatomique détaillée prise de son cerveau ainsi que 10 minutes d'enregistrement de l'activité cérébrale tout en étant tranquillement allongé dans un scanner d'imagerie par résonance magnétique (IRM).

Cette analyse a permis aux chercheurs d’identifier le réseau de structures cérébrales de chaque personne impliquées dans la mémoire et bien connectées à l’hippocampe.

Fait intéressant, les structures sont légèrement différentes chez chaque personne et peuvent varier en emplacement jusqu'à quelques centimètres.

«Pour cibler correctement la stimulation, nous devions identifier les structures dans l’espace cérébral de chaque personne, car le cerveau de chacun est différent», a déclaré Voss.

Chaque participant a ensuite subi un test de mémoire, consistant en un ensemble d'associations arbitraires entre des visages et des mots qu'il leur était demandé d'apprendre et de se souvenir.

Après avoir établi leur capacité de base à effectuer cette tâche de mémoire, les participants ont reçu une stimulation cérébrale 20 minutes par jour pendant cinq jours consécutifs.

Au cours de la semaine, ils ont également reçu des examens IRM supplémentaires et des tests de leur capacité à se souvenir de nouveaux ensembles de mots arbitraires et de parages de visage pour voir comment leur mémoire a changé à la suite de la stimulation.

Ensuite, au moins 24 heures après la stimulation finale, ils ont été testés à nouveau.

Au moins une semaine plus tard, la même expérience a été répétée mais avec une fausse stimulation placebo.

L'ordre de la stimulation réelle et des parties placebo de l'étude a été inversé pour la moitié des participants, et on ne leur a pas dit lequel était lequel.

Les deux groupes ont obtenu de meilleurs résultats aux tests de mémoire grâce à la stimulation cérébrale. Il a fallu trois jours de stimulation avant de s'améliorer.

«Ils se sont souvenus de plus d'appariements visage-mot après la stimulation qu'avant, ce qui signifie que leur capacité d'apprentissage s'est améliorée», a déclaré Voss.

"Cela ne s'est pas produit pour la condition placebo ou dans une autre expérience de contrôle avec des sujets supplémentaires."

De plus, l'IRM a montré que la stimulation provoquait une plus grande synchronisation des régions cérébrales entre elles et avec l'hippocampe.

Plus l'amélioration de la synchronicité ou de la connectivité entre des parties spécifiques du réseau est grande, meilleures sont les performances du test de mémoire.

«Plus certaines régions du cerveau travaillaient ensemble en raison de la stimulation, plus les gens étaient capables d'apprendre les associations visage-mot», a déclaré Voss.

L’utilisation du TMS pour stimuler la mémoire présente de multiples avantages, a noté la première auteure, le Dr Jane Wang, stagiaire postdoctorale au laboratoire de Voss à Feinberg.

«Aucun médicament ne pourrait être aussi spécifique que le TMS pour ces réseaux de mémoire», a déclaré Wang. «Il existe de nombreuses cibles différentes et il n’est pas facile de trouver un seul récepteur impliqué dans la mémoire.»

«Cela ouvre un tout nouveau domaine pour les études de traitement où nous essaierons de voir si nous pouvons améliorer la fonction chez les personnes qui en ont vraiment besoin», a déclaré Voss.

Son étude actuelle portait sur des personnes qui avaient une mémoire normale, chez qui il ne s’attendrait pas à voir une grande amélioration parce que leur cerveau fonctionne déjà efficacement.

«Mais pour une personne souffrant de lésions cérébrales ou de troubles de la mémoire, ces réseaux sont perturbés, de sorte que même un petit changement pourrait se traduire par des gains dans leur fonction», a déclaré Voss.

Voss a averti que des années de recherche sont nécessaires pour déterminer si cette approche est sûre ou efficace pour les patients atteints de la maladie d'Alzheimer ou de troubles de la mémoire similaires.

Source: Université Northwestern